何时将 C++ 中的函数标记为虚拟函数？答案

【问题标题】：When to mark a function in C++ as a virtual?何时将 C++ 中的函数标记为虚拟函数？
【发布时间】：2012-01-08 01:00:17
【问题描述】：

由于方法静态绑定的 C++ 特性，这会影响多态调用。

来自维基百科：

虽然这种调度机制涉及的开销很低，但它对于该语言的某些应用领域可能仍然很重要旨在针对。出于这个原因，Bjarne Stroustrup C++ 的设计者，选择使动态调度可选并且非默认。只有使用 virtual 关键字声明的函数才会基于对象的运行时类型调度；其他功能将根据对象的静态类型进行分派。

所以代码：

Polygon* p = new Triangle;
p->area();

假设area() 是Parent 类中的non-virtual 函数，即Child 类中的overridden，则上面的代码将调用Parent's class method，这可能是开发人员所不期望的。（感谢我介绍的静态绑定）

那么，如果我想编写一个供其他人使用的类（例如库），我是否应该将我的所有函数都设置为虚拟的，以便之前的代码能够按预期运行？ p>

【问题讨论】：

p.area() 甚至无法编译。也许你的意思是p->area()？我想说，是时候拿起一本关于 C++ 的好书了。
这取决于您所做的其他设计选择。作为开发人员，我不关心p->area() 是否调用Polygon::area()、Triangle::area 或其他一些函数，只要它返回正确答案即可。这完全是图书馆的责任，对图书馆用户来说是不透明的。
您可能会觉得this article 很有启发性。

【解决方案1】：

简单的答案是，如果您打算重写类的函数以实现运行时多态性，则应将它们标记为 virtual，如果您不打算这样做，则不要这样做。

不要仅仅因为你觉得它赋予了额外的灵活性就标记你的函数virtual，而是想想你的设计和暴露接口的目的。例如：如果您的类不是为继承而设计的，那么将您的成员函数设为虚拟会产生误导。一个很好的例子是标准库容器，它不应该被继承，因此它们没有虚拟析构函数。

没有理由不将所有成员函数标记为虚拟，引用一些性能损失，非 POD 类类型等等，但如果你真的打算有意对于运行时重载，这就是它的目的以及所谓的缺陷。

【讨论】：

我写了一个很大的答案，但我认为这总结了它。
这意味着final 类只不应该包含虚方法？因为其他类可能会被其他人使用我的类继承
@Muhammad：我不确定你所说的final 类，C++ 中没有这样的概念，而且我不精通 Java。
Java 中的 final 类（C# 中的 steal）是不应被子类化的类（例如 1- 功能类或更好地表示为的类函数 - 好像 math.h 方法被放在某个类中，2- 出于安全原因不应子类化的类，例如 java.lang.String 类）
@Muhammad 与final 无关。这是一个班级设计的问题。除非您的代码被明确设计，以便该函数的实现可以变化（在指定的限制内）而不违反任何类不变量，否则该函数应该不是虚拟的---在编写良好的 Java 中（非常罕见的东西），大多数函数应该声明为final。这是一个设计问题，在您解决之前，编写代码还为时过早。

【解决方案2】：

如果派生类应该能够覆盖该方法，则将其标记为虚拟。就这么简单。

【讨论】：

【解决方案3】：

作为一般规则，您应该只标记一个虚拟函数如果该类被明确设计为用作基类，并且该函数被设计为被覆盖。实际上，大多数虚函数在基类中都是纯虚函数。并且除了在调用反转的情况下，您明确不为覆盖函数提供合同，虚拟函数应该是私有的（或最多受保护的），并与执行合同的非虚拟函数一起包装。

【讨论】：

【解决方案4】：

就内存性能而言，如果有任何东西是虚拟的，您将获得一个虚拟指针表，因此查看它的一种方式是“请一个，请所有”。否则，正如其他人所说，如果您希望它们可被覆盖，则将它们标记为虚拟，以便在基类上调用该方法意味着运行专用版本。

【讨论】：

【解决方案5】：

基本上就是这样；实际上，如果您使用的是父类，我认为您不需要重写每个方法，所以如果您认为您会以这种方式使用它，只需将它们设为 virtual。

【讨论】：